本发明涉及燃气阀， 具体地说， 涉及一种球型阀门。

背景技术

目前， 使用在燃气行业的球阀有两大类：

一类是釆用钢球做轴向运动， 垫圈为聚四氟乙烯材料作密封材质的球 阀； 这类球阀的工作原理： 通过钢球与聚四氟乙烯材料制成的密封圈压紧 使其产生弹性形变与球面贴合达到密封效果； 这类球阀广发应用在水阀和 高压气阀上， 但是具有两个缺点： 第一钢球加工难度大， 加工成本高， 能 耗高； 第二聚四氟乙烯材料制成的密封件要想其密封 性能好， 需要很大的 扭矩的将其密封， 这样导致需求电流大， 能耗高。

另一类是用橡胶作为密封材质， 原理与上述相似， 但橡胶摩擦系数较 大需要添加润滑油， 否则会造成阀门抱死的现象； 然而润滑油的有效使用 寿命低于燃气表的使用寿命（ 10年 -15年 )，润滑油失效后阀门存在抱死的 风险。 燃气行业是高危行业， 一次故障就可能会导致生命和财产的重大损 失。

发明内容

为了克服上述技术问题， 本发明提供了一种解决了塑料阀门在高温或 者低温环境中产生的热胀冷缩而导致阀门零件 尺寸的变化而引起的泄漏的 球型阀门。 为了实现上述目的， 本发明所述一种球型阀门， 其包括阀门单元和驱 动单元； 所述驱动单元包括阀杆； 所述阀门单元包括管状的阀体、 放置在 所述阀体中的球体、 密封件、 限位环以及弹性件； 所述阀体具有入口及出 口， 所述阀体在其内壁一侧开有容置槽； 所述阀体在其外壁一侧设置有向 内延伸容置在对应容置槽中的凹槽， 所述阀杆一端穿过容置槽设置在凹槽 内， 另一端与驱动单元连接， 所述球体还设置有贯穿其自身的通道； 所述 密封件的外壁气密的连接至所述阀体的入口或 出口处的内侧壁， 其内壁气 密的连接至所述球体的外侧壁； 所述限位环与弹性件配合连接设置在阀体 的入口或出口处；所述阀门通过驱动单元驱动 阀杆来控制其开阀或者关阀。

作为优选， 所述阀门单元还包括用于连接至外部管道的管 状的阀盖； 所述弹性件设置在阀盖的空腔内； 所述弹性件一端与限位环接触， 另一端 与阀盖的空腔底部接触。

作为优选， 所述驱动单元包括开关组、 减速箱、 减速箱盖、 减速架、 电机以及电机驱动的齿轮组；所述阀杆的一端 与驱动单元内的齿轮组连接； 所述齿轮组通过若干根齿轮轴固定在减速箱内 ，并且其两侧设置有开关组； 所述减速架一侧覆盖在齿轮组上， 另一侧设置有与齿轮组联动的电机； 所 述减速箱盖卡合在减速箱上。

作为优选， 所述驱动单元还包括扇形齿轮； 所述扇形齿轮与齿轮组啮 合连接， 所述阀杆与扇形齿轮中心连接。

作为优选， 所述驱动单元还包括密封盖、锥形橡胶、 电路板和扁平线； 所述扁平线与电路板、 开关组为集成单元， 扁平线穿过所述锥形橡胶和所 述密封盖并且密封盖引出。

作为优选， 所述开关组包括用于为阀门关闭到位信号的第 一输出开关 和用于为阀门开阀到位信号的第二输出开关。

作为优选， 所述限位环为具有润滑作用的聚四氟乙烯材料 制成。

作为优选， 所述弹性件为弹簧； 所述密封件与球体接触通过弹簧作用 于球体的压力使球体与密封件紧密贴合来达到 球型阀门的密封性能。 作为优选， 所述球型阀门还包括密封垫和阀杆密封圈； 所述阀杆密封 圈设置在阀杆的一端并且设置在容置槽内； 所述密封垫与阀杆的另一端配 合连接并且设置在驱动单元内。

作为优选， 一种球型阀门在用于制备控制天然气管道上的 计量计的应 用。

本发明的一种球型阀门设置有一个密封件， 在保证阀门的密封性和开 关阀寿命的前提下通过限制球与密封件的接触 面积和压缩量从而减小了摩 擦力， 满足减小阀门开启和关闭的功耗， 并且通过设置了弹性机构解决了 塑料阀门在高温或者低温环境中产生的热胀冷 缩而导致阀门零件尺寸的变 化而引起的泄漏。

附图说明

图 1为本发明所述一种球型阀门的爆炸结构示意� �； 图 2为本发明所述一种球型阀门的整体结构示意� �； 图 3为图 2的 F-F方向的剖视结构示意图； 图 4为本发明所述一种球型阀门的立体结构示意� �； 图 5为本发明所述一种球型阀门的密封件的剖视� �构示意图； 图 6为本发明所述一种球型阀门的内部开关结构� �意图； 图 7为本发明所述一种球型阀门的内部开关配合� �机的结构示意图。 具体实施方式

下面参考附图来说明本发明的实施例。 在本发明的附图或一种实施方 式中描述的元素和特征可以与或更多个其他附 图或实施方式中示出的元素 和特征相结合。 应当注意， 为了清楚的目的， 附图和说明中省略了与本发 明无关的、 本领域普通技术人员已知的部件或处理的表示 和描述。

下面结合附图对本发明做进一步描述。 如图 1、 图 2、 图 4和图 5所示， 一种球型阀门包括阀门单元和驱动 单元， 和球型阀门外部连接的管道单元， 这三个单元均设置有相匹配的接 口， 以与对应的单元相连接； 所述相匹配的方式为搭扣式， 阀门单元内各 部件沿着匹配位置搭扣连接并且相互扣合， 反向便是分离各部件。 如图 5所示， 所述驱动单元包括阀杆 6; 所述阀门单元包括管状的阀 体 1、 放置在所述阀体 1中的球体 5、 密封件 51、 限位环以及弹性件； 所 述弹性件为弹簧 54; 所述阀体 1具有入口及出口， 所述阀体 1在其内壁一 侧开有容置槽 11; 所述阀体 1在其外壁一侧设置有向内延伸容置在对应容 置槽 11中的凹槽 55， 所述阀杆 6—端穿过容置槽 11设置在凹槽 55内， 另一端与驱动单元连接， 所述阀杆 6与凹槽 55配合处有一定的间隙， 所述 阀体 1还设置有贯穿其自身的通道 56; 所述限位环包括上垫圈 52和下垫 圈 53; 所述下垫圈 53与弹簧 54配合连接设置在阀体 1的入口处； 所述密 封件 51的外壁气密的连接至所述阀体的出口处的内� ��壁，其内壁气密的连 接至所述球体 5的外侧壁， 所述阀体 1通过所述阀门单元的驱动下可旋转 所述阀杆 6旋转至所述通道 56—端的开口气密的通过所述通气孔连通至该 入口， 并且所述通道 56 的另一端的开口气密的通过所述通气孔连通至 出 口， 所述阀体 1通过驱动单元反向转动使所述通道 56与所述通气孔隔绝。 优选地， 所述密封件 51为橡胶材料制成的密封环， 其与球体 5的接 触点为密封环内侧的 R角，此 R角的大小影响密封环与球体 5的接触面积 从而影响开关阀的功耗。 可以理解为， 当阀门的驱动单元作用关于阀杆 6使其转动， 球体 5也 会绕这阀杆 6转动， 当球体 5的通气孔与阀体 1在同一直线上时候球型阀 门开阀到位； 当球体 5的通气孔与阀体 1通气孔呈 90。 的时候， 在密封件 51 的作用下球型阀门实现密封， 此过程可以理解为球型阀门的开阀和关 阀； 主要的是所述密封件 51与球体 5接触通过弹簧 54作用于球体 5的压 力使球体 5与密封件 51紧密贴合来达到球型阀门的密封性能。 优选地， 所述弹簧 54的压缩程度以及弹簧 54输出的弹力是经过计算 得出而特质的。 优选地， 所述上垫圈 52和下垫圈 53材料为聚四氟乙烯制成， 与球体 5 配合的有一定的润滑作用， 在紧密贴合这一状态中， 限位环的作用是限 制球体 5与密封件 51的接触面积控制球体 5的压缩量。在运动状态中， 限 位环的作用是润滑件。 如图 3所示， 所述球体 5是在阀体 1内悬空的或者说是上下浮动的， 所述阀杆 6—端穿过容置槽 11与凹槽 55连接， 并且存在一定的间隙， 这 样的设计就是让球体 5在阀体 1中不是被固定， 而是可以根据自身材质在 热胀冷缩的时候浮动； 其浮动是通过下垫圈 53与弹簧 54的配合， 来达到 球型阀门的所预定的密封性能。

如图 6和图 7所示， 上述的一种球型阀门， 所述阀门单元还包括用于 连接至外部管道的管状的阀盖 2; 所述弹簧 54设置在阀盖 2的空腔 22内； 所述空腔 22只有一端有开口另一端是封死的， 所述弹簧 54放置在里面一 端与下垫圈 53接触， 另一端封死在空腔底部； 所述上垫圈 52和密封件 51 配合设置在球体 5的入口或者出口处。

优选地， 所述驱动单元还包括密封盖 33、 锥形橡胶 39、 电路板 41和 扁平线 4; 所述扁平线 4与电路板 41、 开关组为集成单元， 扁平线 4穿过 所述锥形橡胶 39和所述密封盖 33并且从密封盖 33引出；这样可以防止阀 门外部与驱动单元的气体流通。

如图 3可以理解为， 在关阀的时候， 我们要考虑三个情况的存在： 第一低温， 由于所述球体 5和阀体 1都是塑料材料制成， 在低温的情 况下，所述球体 5因其热胀冷缩的特性球的体积会变小，通过� �簧 54的作 用力下下垫圈 53会进一步的贴合球体 5将其往上升与密封件 51紧密贴合， 这样就可以防止了低温情况下， 球型阀门漏气的情况发生。

第二常温， 常温的时候， 球体 5—般不会因为其特性而产生其体积大 小的变化， 因此球型阀门的气密性可以保证。

第三高温， 由于所述球体 5和阀体 1都是塑料材料制成， 在高温的情 况， 所述球体 5 因其热胀冷缩的特性球的体积会变大从而会将 下垫圈 53 往下挤压， 由于弹簧 54的作用， 此时球体 5会向后退让， 此时球体 5与密 封件 51紧密贴合； 这样就可以防止了高温情况下， 阀门开关阀电流大或发 生抱死现象。

如图 1所示， 上述的一种球型阀门， 所述驱动单元包括开关组、 减速 箱 31、 减速箱盖 38、 减速架 36、 电机 37、 以及电机 37驱动的齿轮组 32; 所述阀杆 6的一端与驱动单元内的齿轮组 32连接； 所述齿轮组 32通过若 干根齿轮轴固定在减速箱 31 内， 并且其两侧设置有开关组； 所述减速架 36—侧覆盖在齿轮组 32上， 另一侧设置有与齿轮组 32联动的电机 37; 所 述减速箱 31通过减速箱盖 38将其密封， 所述驱动单元还包括密封盖 33; 所述密封盖 33设置在减速箱盖的 38开口处。

如图 6 所示： 上述的一种球型阀门， 所述驱动单元还包括扇形齿轮 321 ; 所述扇形齿轮 321与阀杆 6通过扇形齿轮 321中心的方形孔连接， 当 体 5旋转， 所述扇形齿轮 321的两边设置有两个开关槽 ，用来放置用于为 阀门关闭到位信号的第一输出开关 34 和用于为阀门开阀到位信号的第二 输出开关 35， 并且还可以用作扇形齿轮 321的行程限位； 此结构可以有效 的防止球体 5的转动超过限定范围， 使开关阀信号输出稳定。

优选地， 所述阀门单元和驱动单元连接处设置有一个 0型圈， 该 0 型圈可以隔绝驱动单元与阀门单元的气体流通 。

优选地， 所述球型阀门还包括密封垫 62和阀杆密封圈 61 ; 所述阀杆 密封圈 61设置在阀杆 6的一端并且设置在容置槽 11内， 阀杆 6处设置有 两个阀杆密封圈 61 防止阀门单元的与驱动单元的气体流通； 所述密封垫 62与阀杆 6的另一端配合连接并且设置在驱动单元内， 阀门单元与驱动单 元之间设置有密封垫 62防止阀门外界与驱动组件的气体流通。 优选地， 所述阀体 1和球体 5都由塑料材料制成， 以使本产品使用在 易燃或者腐蚀性的环境。

上述任一种球型阀门可以用于制备控制天然气 管道上的计量计。

本发明的一种球型阀门设置有一个密封件， 在保证阀门的密封性和开 关阀寿命的前提下通过限制球与密封件的接触 面积和压缩量从而减小了摩 擦力， 满足减小阀门开启和关闭的功耗， 并且通过设置了弹性机构解决了 塑料阀门在高温或者低温环境中产生的热胀冷 缩而导致阀门零件尺寸的变 化而引起的泄漏。

虽然已经详细说明了本发明及其优点， 但是应当理解在不超出由所附 的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情 况下可以进行各种改变、 替 代和变换。 而且， 本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、 设备、 手 段、 方法和步骤的具体实施例。 本领域内的普通技术人员从本发明的公开 相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、 现有和将来要被开发的过程、 设备、 手段、 方法或者步骤。 因此， 所附的权利要求旨在在它们的范围内 包括这样的过程、 设备、 手段、 方法或者步骤。